CN107732347A - 从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄电池监测技术领域，公开了一种从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，包括：蓄电池外壳和具有第一刻度尺的透明管，蓄电池外壳围合成电解液腔，透明管设于蓄电池外壳外部的凹陷半圆筒形槽内，且透明管的顶端通过蓄电池外壳与电解液腔的顶部连通；所述透明管的底端通过所述蓄电池外壳与所述电解液腔的底部连通；本发明还公开了包括在蓄电池外壳安装的透明窗口，所述透明窗口是具有第二刻度尺的透明窗口，从所述透明窗口还可以从蓄电池外壳外面观察和监测蓄电池内部电解液失水故障及内部腐蚀情况故障情况；本发明还公开了包括在全透明的蓄电池外壳上设置了第三刻度尺，以观察和监测蓄电池内电解液失水故障情况。

Description

从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置

技术领域

本发明涉及蓄电池监测技术领域，特别是涉及从蓄电池密闭的塑料外壳外观察蓄电池内部电解液失水故障及内部腐蚀情况的装置。

背景技术

蓄电池作为一种化学电池，其内通常填充有电解液，例如硫酸的水溶液，而其极板通常由铅和铅的氧化物构成。为了提高蓄电池的使用寿命，现阶段多采用免维护蓄电池，例如阀控密封式铅酸蓄电池。该类蓄电池在设计初衷就限定了在使用阶段无需打开蓄电池外壳，因此，该类蓄电池整个外壳是通过浇注技术完整固化在一起的，并且该外壳多采用7-10mm厚的高强度的深色不透明的阻燃塑料制作，具有机械强度高、耐腐蚀、散热性能好，且对水蒸气、氢气和氧气的密闭性能保持优良等特点，因此在一定程度上确保了蓄电池不因外壳而引起的失水、漏气、鼓胀和爆裂等情况的发生，较好地提高了蓄电池的寿命。相对的，若该类蓄电池在出现故障而需要对其内部进行监测时，就需要破坏蓄电池的外壳，以观察蓄电池内部的工作情况。

引起蓄电池故障的原因很多，例如失水、极板汇流条腐蚀、内阻增大、外壳爆裂等，其中，失水会导致电解液的水含量减少，直接影响蓄电池的电化学性能。具体的，蓄电池在长期使用过程中，会进行反复的充放电作业，而当充放电电流过大，负极板的氧复合反应跟不上析氧的速度时，气体会顶开排气阀而形成失水，使蓄电池的电解液的水量逐渐减少，而当失水严重时，会造成蓄电池内部硫化物残存，甚至干枯，从而导致整个蓄电池的电化学性能失效。因此，在蓄电池在线运行的过程中，尤其是在需要保证蓄电池长期稳定运行的作业环境中，蓄电池的电解液必须达标，即电解液的水含量必须大于预设值。然而目前的蓄电池的外壳多采用深色密闭的不透明阻燃材料制作，因此通常是通过监测蓄电池的电性能参数，例如电压、内阻等，对蓄电池是否出现故障进行监测、分析和预估，而无法对蓄电池失水故障情况进行直观地观察，从而也无法及时对失水引起的蓄电池故障安全隐患做排查。

发明内容

本发明要解决的是现有监测装置只能对蓄电池的电化学性能，比如电压、内阻等进行检测，而无法对全密封的不透明的蓄电池失水故障情况进行直接观察和预防安全隐患的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，包括：蓄电池外壳和具有第一刻度尺的透明管，所述蓄电池外壳围合成电解液腔，所述透明管设于所述蓄电池外壳的外部的凹陷半圆筒形槽内，且所述透明管的顶端通过所述外壳与所述电解液腔的顶部连通，所述透明管的底端通过所述外壳与所述电解液腔的底部连通；所述从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置还提供了一种至少带有一个第二刻度尺的透明窗口的蓄电池外壳；进一步地在全透明的蓄电池外壳上面至少带有一个检测容量的第三刻度尺。

作为优选方案，所述蓄电池外壳的外壁凹陷形成半圆桶型的安装槽，所述透明管安装于所述安装槽内。

作为优选方案，所述蓄电池外壳的外壁凹陷形成半圆桶型的安装槽与透明管上下两端安装接触部位均设有耐酸碱性腐蚀的密封胶，以加强其牢固性。

作为优选方案，所述蓄电池外壳上设有用于观察外壳内部的透明窗口，透明窗口上设有第二刻度尺，所述第二刻度尺被配置为失水告警线，用于观察蓄电池外壳内部的电解液高度。

作为优选方案，所述蓄电池外壳为全透明外壳，所述全透明外壳上设有第三刻度尺。

作为优选方案，所述第一刻度尺、第二刻度尺和第三刻度尺中的其中一个或多个刻度尺被配置为失水告警线，所述失水告警线上设有涂层。

作为优选方案，所述外壳与所述透明管、透明窗口除了透明特性外，其它特性均为采用相同材料制作的外壳和透明管及透明窗口。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过在蓄电池外壳外设置与电解液腔的顶部和底部连通的具有第一刻度尺的透明管或者在蓄电池外壳安装具有第二刻度尺的透明窗口以及或者在全透明的蓄电池外壳上增加第三刻度尺等装置，以便于现场很直观地观察到完全密封的蓄电池腔内的电解液高度和失水故障情况，及时排除因蓄电池内部电解液失水所引起的故障和蓄电池内部腐蚀情况等安全隐患和工况。

附图说明

图1是本发明实施例一中具有从蓄电池外壳外面直接通过透明管观察到蓄电池内部电解液失水情况的蓄电池外壳的结构示意图和蓄电池外壳凹陷半圆筒形安装槽安装透明管的结构示意图；

图2是本发明实施例三中具有从蓄电池外壳外面直接通过透明窗口及第二刻度尺观察到蓄电池内部电解液失水及腐蚀情况功能的蓄电池外壳结构示意图；

图3是本发明实施例四中具有从蓄电池全透明壳体第三刻度尺上直接观察蓄电池内电解液失水及腐蚀故障情况结构示意图；

其中：

1、正极极柱；

2、安全阀；

3、负极极柱；

4、透明管上端深入蓄电池外壳内部，下同；

5、蓄电池外壳上面的透明管；

6-1、透明管上第一刻度尺；

6-2、透明窗口上第二刻度尺；

6-3、全透明的蓄电池外壳上第三刻度尺；

7、蓄电池外壳内陷半圆筒形安装槽；

8、单体蓄电池；

9、蓄电池外壳上面的透明窗口；

10、蓄电池外壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的发明构思如下：

实施例一：

图1为具有从蓄电池外壳外面直接观察蓄电池内电解液失水故障的装置的蓄电池。图1所示为本实施例中具有从蓄电池外壳之外的透明刻度管上直接用眼可以观察到蓄电池内部电解液失水情况监测功能的蓄电池8的结构示意图。该蓄电池8除了包括具有蓄电池外壳 10和透明管5以外，其他部件，例如安全阀2、正负极板、汇流条以及电解液等的设置均与常规蓄电池一致。其中，所述蓄电池外壳10 围合成电解液腔，用于容纳电解液，例如硫酸溶液和氢气等气体，以与电解液腔内的正负极板发生化学反应，而所述蓄电池外壳10可以采用常规的深色密封完全不透明的阻燃材料制作而成。设置于蓄电池外壳10上的安全阀2可以避免电解液腔中的压力过大。

本实施例中在所述蓄电池外壳10的外部还设置了所述透明管5，该透明管5上具有刻度尺6-1，以对所述电解液腔内的电解液容量进行计量。由于所述透明管5的底端是通过所述蓄电池外壳10与所述电解液腔的底部连通，而所述透明管5的顶端是通过所述蓄电池外壳 10与所述电解液腔的顶部连通的，因此，所述透明管5内的压差与所述电解液腔内的压差保持平衡，即所述透明管5内会流入电解液和气体且所述透明管5内的电解液面的高度与所述电解液腔内的电解液液面的高度保持一致。如此，只需通过观察所述透明管5内的电解液液面的高度即可了解所述蓄电池外壳10内的电解液液面高度，而随着蓄电池8工作时间的延长，蓄电池8电解液失水所引起的电解液液面高度的降低，可以通过观察所述透明管5内的电解液液面所对应的刻度尺6-1以对蓄电池8电解液失水情况进行判断，从而很好地对蓄电池8电解液失水情况进行监测，以及时对电解液失水所引起的蓄电池8安全隐患进行排查和处理。

可以理解的是，本实施例中的蓄电池8由于具有了与所述蓄电池外壳10连通且具有刻度尺6-1的透明管5，因此，本实施例中的蓄电池8的蓄电池外壳10所选材料颜色可以不做限制，以使所述蓄电池 8的外壳具有最佳的机械性能。

蓄电池8在长期使用过程中，随着水分的蒸发都会存在不同程度的电解液失水情况，从而引起蓄电池8的电学性能发生变化。而在不同的蓄电池8作业环境下，对蓄电池8的电学性能要求不同，相应的，对于蓄电池8电解液失水所引起的安全隐患的指标也不同。因此，示例性，可以根据具体需要，将所述刻度尺6-1中的其中一个或多个刻度尺6-1配置为失水告警线，并在所述失水告警线上设置涂层，以对不同程度的蓄电池8电解液失水进行显示，从而便于维护人员做出合理的判断。而为了凸显所述失水告警线，示例性的，可以将每个所述失水告警线上的涂层设置为不同的颜色，当然也可以采用其他方式。

可以理解的是，所述蓄电池外壳10与所述透明管5可以采用除了透明和刻度性能之外的其它性能完全相同的材料制作而成，以保证所述透明管5与所述蓄电池外壳10的制作材料物理和化学性能一致性，从而不会出现因热胀冷缩而在所述透明管5与所述安装槽7之间出现缝隙的情况发生，以避免引起所述蓄电池8的进一步电解液失水。同时由于透明管5与蓄电池外壳的安装槽7之间的接触面是斜面锐角，且蓄电池外壳的安装槽7的斜面为内大外小，而透明管5接触面是斜面锐角也是内大外小，以增加其接触面的压力，使其接口更加牢固。所述锐角角度为45℃，当然也可以是其它角度。此外所述接触斜面锐角还用耐酸碱性腐蚀的密封胶封固，因此进一步加强了透明管5与安装槽7之间的密封性和牢固性。

实施例二：

如图1所示，本实施例中具有从蓄电池外壳之外直接观察蓄电池内电解液失水监测功能的蓄电池8与实施例一中的蓄电池8的不同处在于，本实施例中的所述蓄电池外壳10的外壁内凹陷形成半圆筒形的安装槽7，而所述透明管5是安装于所述安装槽7内，以避免蓄电池8在使用过程中，因发生碰撞而导致所述透明管5的磨损或损坏，透明管圆形外表面与蓄电池外壳在同一个平面，当然适当突出一点也可以，只是在搬到过程中较容易损坏。从而可以在蓄电池外壳之外直接用眼对蓄电池8的电解液失水情况进行长期稳定的观察和监测。

为了提高所述安装槽7与所述透明管5的连接强度，示例性的，可以使所述透明管沿长度方向的上下两端与所述半圆形安装槽的上下两端之间的夹角为锐角，即使所述安装槽7和透明管5的上下两端接口面积内大外小，从而使得所述安装槽7的上下两端与透明管5上下两端接触面之间形成接触压力，以进一步加强上述接口部位的牢固性；本实施例中的夹角为45°，当然也可以设置为其他角度；较佳的，还可以在所述透明管5与所述安装槽7安装接触部位之间设置耐酸碱性腐蚀的密封胶，以进一步提高所述接口之间的连接强度。而所述半圆筒形安装槽7的槽壁可以根据需要，设置为空心或者与外部环境连通，以便于所述透明管5与所述蓄电池外壳10的加工。

实施例三：

如图2所示，图2为具有从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置的蓄电池。本实施例中具有从蓄电池外壳之外直接观察蓄电池内电解液失水监测功能的蓄电池8与实施例一和例二中的蓄电池8的不同处在于，本实施例是在普通蓄电池8的外壳上面加装了一个带刻度尺6-2的透明窗口9，维护人员可以通过该透明窗口9 上的刻度尺6-2完全可以观察到密封不透明的蓄电池8内部电解液失水情况。示例性的，还可以通过所述透明窗口9直接用眼观察到蓄电池8内部汇流条腐蚀情况并及时进行处理。而该透明窗口9可以设置于所述蓄电池外壳10的侧面，当然也可以设置在所述蓄电池外壳10 的顶面或底面，以实现对所述蓄电池外壳10内部不同部位、不同构件的观察。

为了提高所述安装框与所述透明窗口9之间接触面的连接强度，示例性的，可以使所述安装框沿四个边的长度方向的接触面设置成斜面锐角型而不是直角型，即所述安装框四个边的边框面积设置为内大外小，透明窗口也是内大外小，从而使得所述安装框的窗口与透明窗口9的接触面之间形成接触压力，并增加了接触面积，以进一步加强上述接口部位的牢固性；本实施例中的斜面夹角为45°，当然也可以设置为其他角度；较佳的，还可以在所述透明窗口9与所述安装框接触面之间设置耐酸碱性腐蚀的密封胶，以进一步提高所述安装框与所述透明窗口9之间的连接强度。

实施例四：结合实施例二和实施例三，在本实施例中，可以在蓄电池外壳10上同时设置透明管5和透明窗口9，其中，透明管5上设置有第一刻度尺6-1，透明窗口上设置有第二刻度尺6-2，透明管5 的具体安装方式和材料选择均与第二实施例类似。透明窗口9的具体设置位置和材料选择均与第三实施例类似，在此不做赘述。

实施例五：

如图3所示，图3为具有从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置的蓄电池。本实施例中具有从蓄电池8外壳之外用眼直接观察蓄电池8内电解液失水监测功能的蓄电池8与实施例一、实施例二、实施例三中的蓄电池8的不同处在于，本实施例中在全透明的蓄电池8的外壳10上设有刻度尺6-3，可以通过所述蓄电池外壳10上的刻度尺6-3进行监测，确保蓄电池内电解液始终处于安全容量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，包括蓄电池外壳及具有第一刻度尺的透明管，所述蓄电池外壳围合成电解液腔，所述透明管内嵌于所述蓄电池外壳外部的凹陷半圆筒形的安装槽内，且所述透明管的顶端通过所述蓄电池外壳与所述电解液腔的顶部连通，所述透明管的底端通过所述蓄电池外壳与所述电解液腔的底部连通；所述蓄电池外壳还内嵌至少一个带有第二刻度尺的透明窗口，所述透明窗口安装于蓄电池外壳上的安装框架内。

2.如权利要求1所述的从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，所述蓄电池外壳的表面凹陷形成半圆筒形安装槽，所述透明管安装于所述半圆形筒状安装槽内；所述安装槽的上端和下端分别与透明管上端和下端安装的接触面均设有耐酸碱性腐蚀的密封胶。

3.如权利要求1所述的从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，所述透明窗口周围边缘与蓄电池外壳安装框架的周围边缘接触边均为斜面型，且其接触面积均为内大外小，所述接触面上均有耐酸碱性腐蚀的密封胶密封。

4.如权利要求1所述的从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，所述第一刻度尺、第二刻度尺均设置至少一个或多个刻度线被配置为失水告警线，失水告警线涂有警示颜色。

5.如权利要求1所述的从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，透明管和透明窗口的制作材料与蓄电池外壳制造材料的热膨胀冷缩系数应完全相同。

6.如权利要求1所述的从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，透明管和透明窗口的制作材料均为耐酸碱性腐蚀的材料，且其耐酸碱性腐蚀的程度应不低于蓄电池外壳材料的耐酸碱性腐蚀的程度。

7.一种从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，包括蓄电池外壳及具有第一刻度尺的透明管，所述蓄电池外壳围合成电解液腔，所述透明管内嵌于所述蓄电池外壳外部的凹陷半圆筒形的安装槽内，且所述透明管的顶端通过所述蓄电池外壳与所述电解液腔的顶部连通，所述透明管的底端通过所述蓄电池外壳与所述电解液腔的底部连通。

8.一种从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，包括蓄电池外壳及带有第二刻度尺的透明窗口，所述透明窗口安装于蓄电池外壳上的安装框架内。

9.一种从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，全透明的蓄电池外壳上至少带有一个第三刻度尺。

10.如权利要求9所述的从蓄电池外壳外面观察蓄电池内电解液失水故障的装置，其特征在于，所述第三刻度尺设置至少一个或多个刻度线被配置为失水告警线，失水告警线涂有警示颜色。